Главная  Электрическая энергия в отраслях промышленности 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 [ 198 ] 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

Омане


Зависимость между В я Н для ферромагнитных материалов не имеет точного аналитического выражения, поэтому для каждого ферромагнитного материала эту зависимость изображают в виде крд, вой намагничивания В - f (Я), определяемой опытным путем.

Впервые зависимость магнитной проницаемости от напряжен ности магнитного поля была установлена в 1871 г. русским физн-ком А. Г. Столетовым и опубликована в его докторской диссерта-ции Исследование о функции намагничивания мягкого железа Эта работа послужила основой для расчета электрических машин и сыграла громадную роль в развитии электротехники.

Если ток в об.мотке кольцевого сердечника, изготовленного из ферромагнитного материала, плавно изменять в пределах от положительного максимального значения + -макс до отрицательного максимального значения - / а^ и от - до + макс. ТО зависимость индукции в сер. дечнике от напряженности магнитного поля получается в виде петли, называемой петлей магнитного гистерезиса. Эта петля в первом н цикле намагничивания и размагничивания не замкнута. При повторных изменениях тока в тех же самых пределах получается ряд петель, которые сначала отличаются друг от друга. После ряда циклов перемагничивания получается устойчивая симметричная петля (рис. 21-3).

Каждый из отрезков, отсекаемых петлей гистерезиса на оси ординат, определяет остаточную индукцию {Вг я -Вг), а каждый отрезок, отсекаемый той же пеглей на оси абсцисс, - коэрцитивную (задерживающую) силу {Не и -Не). Часть петли, лежащая во втором квадранте, ограниченная изменением индукции от иЯ = 0доВ = 0иЯ = -Яс, называется кривой размагничивания. Этой кривой пользуются при расчете постоянных магнитов (§ 21-4). Основной кривой намагничивания называют геометрическое место вершин замкнутых симметричных гистерезисных петель при различных максимальных значениях тока / акс-

На рис. 21-4 показаны основные кривые намагничивания В (Я) различных марок электротехнических сталей.

Для расчета цепей с постоянными магнитами имеют большое значение так называемьГе частные гистерезис и ые цикл ы, одна из вершин которых лежит на кривой размагничивания (рис. 21-3). Обычно петли этих циклов очень узки и в расчетах могут быть заменены прямыми линиями, проходящими через вершины частных гистерезисных циклов. Отношение магнитной


Рис. 21-3.



япукции А-6 к напряженности АЯ частного гистерезисного цикла называется коэффициентом возврата

Между величинами, характеризующими магнитные и электри-цеские цепи, существует формальная аналогия, позволяющая для магнитных цепей ввести ряд понятий, аналогичных понятиям, которые применяются при исследовании процессов в электрических цепях. Эта аналогия распространяется и на методы расчета магнитных цепей.

В электрических цепях по- т стоянные токи возникают под 2,0 действием э. д. с. источников электрической энергии; в магнитных цепях магнитные потоки чаще всего возбуждаются токами обмбток. Поэтому между э. д. с. в электрической пени и токами в обмотках, создающими магнитные потоки, существует формальная аналогия.Магнитный поток аналогичен току в электрической цепи. Пользуясь законом полного тока, можно ввести для магнитной цепи еще понятия магнитодвижущей силы и разности скалярных магнитных потенциалов, аналогичные понятиям э. д. с. и напряжения для электрической цепи.

По аналогии с сопротивлением электрическому току часто вводят сопротивление магнитному потоку, называемое магнитным сопротивлением цепи, и величину, обратную магнитному сопротивлению, - магнитную проводимость.

В электрических цепях постоянного тока пренебрегают током в изоляции проводников, так как проводимость изоляции очень мала по сравнению с проводимостью материала проводников. Магнитные проницаемости материала магнитной цепи и окружающей среды иногда мало отличаются друг от друга, а обмотки с электрическими токами занимают лишь небольшую часть участков магнитной цепи. При этих условиях приходится считаться с налипнем магнитного потока, частично выходящего за пределы магнитной цепи.

агнитный поток Ф, целиком замыкающийся по магнитной 1епи, называется основным потоком, а магнитный °т°к, замыкающийся частично по участкам магнитной цепи, а


Рис. 21-4.



частично - в окружающей среде, называют потоком рас, сеяния.

В этой главе рассмотрены такие магнитные цепи, которые изготовлены главным образом из ферромагнитных материалов В таких цепях резко отличаются магнитные проницаемости магнитной цепн и окружающей среды и потоками рассеяния во многих случаях можно пренебречь. Поэтому можно считать, что с любым витком одной и той же катушки с током / сцеплен один и тот же

поток Ф и что поток на каждом участке магнитной цепи остается одним и тем же по всей длине участка.

Рассмотрим сначала неразветвленную магнитную цепь (рис. 21-5).

Пусть участки 1 и 4 магнитной цепи выполнены каждый из одного и того же ферромагнитного материала и имеют различные поперечные сечения Si и Sj. При незначительном потоке рассеяния поток Ф в любом поперечном сечении магнитной цепи один и тот же. Если длины участков магнитной цепи (/ и 4) значительно больше поперечных размеров, то магнитная индукция во всех точках каждого участка может быть принята одинаковой.

На первом участке магнитной цепи индукция = Ф/Si, на втором участке бг - Ф/г- Напряженности магнитного поля на


Рис. 21-5.

этих участках

Яа = B2/!2!o = Ф/A2loS2

Применим закон полного тока к контуру, совпадающед-гу со средней магнитной линией длиной I = li -\- 1. Тогда получим:

f = ф Н = ЯЛ-+-Я2/2 ==/О).

(21-1)

В этом уравнении величина F = Iw называется по аналогии с э. д. с. электрической цепи магнитодвижущей силой (м. д. с.) или иногда намагничивающей силой (н. с).

После подстановки значений Я1 и ЯзВ уравнение (21-1) найдем,

что

f = /ау = ф-

+ Ф;

= Ф/? 1 + Ф7?,

(21-2)

где R i и Я„2 - магнитные сопротивления участков.

Произведение магнитного потока Ф на магнитное сопротивле! R 2 или разность скалярных магнитных потенциалов можно н вать по аналогии с электрической цепью магнитным н пряжением, взятым по направлению потока от точки а к то b (рис. 21-5), т. е. и^, = OR,.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 [ 198 ] 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов